Dinoflagellé Breviolium minutum, qui est l'une des algues utilisées pour cette recherche. Crédit :Tingting Xiang
Quels facteurs régissent le succès des algues en tant que « locataires » de leurs hôtes coralliens à la fois dans des conditions optimales et lorsque les températures océaniques augmentent ? Une équipe d'experts dirigée par l'Université Victoria de Wellington, qui comprend Arthur Grossman de Carnegie, étudie cette question.
Les coraux sont des invertébrés marins qui construisent de grands exosquelettes à partir desquels des récifs colorés sont construits. Mais cette construction de récifs n'est possible que grâce à une relation mutuellement bénéfique entre le corail et diverses espèces d'algues unicellulaires appelées dinoflagellés qui vivent à l'intérieur des cellules des polypes coralliens.
Ces algues sont photosynthétiques, ce qui signifie que, comme les plantes, ils peuvent convertir l'énergie du soleil en énergie chimique sous forme de nourriture. De nombreux nutriments dérivés de la photosynthèse synthétisés par une algue servent de nourriture à son hôte corallien, tandis que l'hôte fournit à son tour à l'algue des nutriments inorganiques essentiels, y compris le dioxyde de carbone, l'azote sous forme d'ammonium, et phosphate. Cependant, Le réchauffement des océans dû au changement climatique fait que de nombreux coraux perdent leurs algues indigènes, ainsi que les nutriments qu'ils fournissent, un phénomène appelé blanchissement. Si le corail blanchi n'est pas recolonisé avec de nouveaux locataires d'algues, ça peut mourir.
Certaines espèces d'algues dinoflagellées forment ces relations symbiotiques avec plusieurs types de coraux, d'autres sont plus spécifiques.
"Nous sommes intéressés à comprendre les processus cellulaires qui maintiennent ces relations préférentielles, " Grossman a déclaré. "Nous voulons aussi savoir s'il est possible que plus tolérant à la chaleur, les algues non préférées pourraient raviver les communautés de coraux blanchis même si la relation est moins efficace. »
L'anémone de mer Aiptasia pallida qui héberge les algues, qui sont responsables des taches de fluorescence rouges observées dans le corps de l'animal. Crédit :Tingting Xiang
D'autres organismes tels que les anémones de mer font partie du même phylum que le corail, appelé cnidaire; ils hébergent également des algues mais sont plus faciles à étudier. Dans cet article, publié par La revue ISME — les chercheurs ont analysé les différences de fonction cellulaire qui se sont produites lorsqu'un type d'anémone appelé Exaiptasia pallida était peuplé de deux genres différents d'algues dinoflagellées, l'une native et très sensible au blanchiment thermique et l'autre, qui est non natif mais plus résistant à la chaleur.
"Dans cette étude, nous espérions élucider les protéines qui fonctionnent pour améliorer l'échange de nutriments entre l'anémone et ses algues indigènes et pourquoi le succès de l'anémone est compromis lorsqu'elle héberge les algues non indigènes résistantes à la chaleur, " a déclaré Grossman.
L'équipe a découvert que les anémones colonisées par des algues indigènes exprimaient des niveaux élevés de protéines associées au métabolisme de l'azote organique et des lipides, des nutriments qui peuvent être synthétisés efficacement grâce à l'activité photosynthétique des algues. Ces anémones ont également synthétisé une protéine appelée NPC2-d, qui est considérée comme la clé de la capacité des cnidaires à assimiler les algues et à les reconnaître en tant que partenaire symbiotique.
En revanche, les anémones avec le locataire non indigène ont exprimé des protéines associées au stress, ce qui reflète probablement une intégration moins optimale des métabolismes des deux organismes.
"Nos résultats ouvrent la porte à de futures études pour identifier les protéines clés et les mécanismes cellulaires impliqués dans le maintien d'une relation robuste entre l'algue et son hôte cnidaire et les façons dont le métabolisme des organismes est intégré, " a conclu Grossman.
